一种海上风电场经柔性直流并网的协同有功恢复控制方法技术

本发明专利技术公开了一种海上风电场经柔性直流并网的协同有功恢复控制方法，属于新能源并网控制技术领域。本发明专利技术方法的具体过程为：电网故障清除后，陆上换流站采用自适应直流电压控制策略，海上风电机组采用自适应两阶段有功恢复控制策略；在恢复初期快速提升风电功率和释放直流电容储能向电网提供惯量支持，抑制频率跌落速率；此后风电功率转变为速率限制恢复模式以保护机组设备安全，同时直流线路电压通过自适应调节抑制其暂态过冲；两种策略的结合有效实现了风电场经柔性直流并网的故障后协同恢复。本发明专利技术解决了采用现有方法不能同时改善频率跌落水平和防止直流线路电压越限的问题；可以应用于新能源经柔直并网的联合故障穿越。可以应用于新能源经柔直并网的联合故障穿越。可以应用于新能源经柔直并网的联合故障穿越。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电场经柔性直流并网的协同有功恢复控制方法


[0001]本专利技术属于新能源并网控制
，具体涉及一种海上风电场经柔性直流并网的协同有功恢复控制方法。

技术介绍

[0002]基于模块化多电平变换器的柔性直流输电(MMC
‑
HVDC)在技术性和经济性方面具有优势，被公认为是远距离海上风电并网的理想方案。电网故障时，风电功率的传输通道发生阻塞，柔直换流站将面临严重的直流线路过电压。在已有的故障穿越技术中，降压控制不需要任何附加的硬件设备，而且可实现风电功率的自然响应，有利于抑制直流线路过电压。故障清除后，为了保护设备安全，变速风电机组的输出功率具有明显的延迟恢复特性。然而，风电场与陆上换流站的电气解耦特性给直流线路电压的恢复带来了挑战。另一方面，大规模风电场集中接入电网后显著降低了系统惯性水平，而风电功率的延迟恢复行为将在低惯量区域引起持续的发电量不足，加重了频率跌落水平，甚至引发频率失稳的风险。因此，针对大规模海上风电经柔直接入低惯量电网的场景，如何设计风电场和柔直换流站的协同有功恢复控制方法对电网频率和直流线路电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电场经柔性直流并网的协同有功恢复控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：电网故障清除后，陆上换流站采用自适应直流电压控制方法，在恢复初期释放直流电容储能，向电网提供惯量支持，抑制频率跌落速率；此后通过直流线路电压的自适应调节抑制其暂态过冲；海上风电机组采用自适应两阶段有功恢复控制方法，在恢复初期提升风电功率，向电网提供惯量支持，抑制频率跌落速率；此后风电功率转变为速率限制恢复模式以保护机组设备安全；通过改变直流线路电压和风电功率的耦合特性实现风电场经柔性直流并网的故障后协同恢复。2.如权利要求1所述的一种海上风电场经柔性直流并网的协同有功恢复控制方法，其特征在于，所述自适应直流电压控制方法，具体包括如下内容：A、在直流电压额定值V
dcN
周围定义两组边界带：1)内部边界带[V
th1
,V
th2
]，对应为稳态运行时直流电压的范围，V
th1
和V
th2
分别为内部边界带的上下边界值；2)外部边界带[V
th3
,V
th4
]，对应为故障穿越期间直流电压的自适应调节区域，V
th3
和V
th4
分别为外部边界带的上下边界值；B、在内部边界带，直流电压V
dcr
和控制环路带宽f
c
的关系具体分为两种情况：1)直流电压由外部边界带恢复时，通过自适应调节消除直流电压的稳态偏移，至V
dcr
＝V
dcN
后将调节器重置，因此环路带宽与直流电压偏移量的关系为f
c
≈f
cs
+k1(V
dcr
‑
V
th2
)(3)式中，k1为比例系数且k1<0，f
cs
为V
dcN
对应的控制带宽；2)稳态运行时，有f
c
＝f
cs
；C、在外部边界带，直流电压V
dcr
和控制环路带宽f
c
的关系具体分为三种情况：1)直流电压升高且V
th2
≤V
dcr
≤V
th4
时，FRT控制未动作，直流电压环路控制带宽不变，即f
c
＝f
cs
；2)直流电压降低且V
th4
≥V
dcr
≥V
th2
时，对应为故障后的有功恢复过程，需要按照直流电压的偏移量自适应调整控制参数，实现直流电容储能的释放，因此环路带宽与直流电压偏移量呈正相关，即f
c
≈f
cs
+k2(V
dcr
‑
V
th2
)(4)式中，k2为比例系数，且k2>0；3)直流电压升高且V
th3
≤V
dcr
≤V
th1
时，对应为直流电压恢复过程，此阶段也需要通过自适应调节控制参数抑制直流电压的暂态波动，环路带宽f
c
的表达式与等式(3)相同；设V
dcr
的允许的最小值和最大值分别为V
min
和V
max
，则当直流电压在[V
min
,V
th3
]和[V
th4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱蒙，鲁宇，田爱娜，姜明磊，董吉哲，时圣尧，马克睿，李卫星，宋磊，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：